Topología de las Redes Cableadas

La topología de red se define como el mapa físico o lógico de una red para intercambiar datos. En otras palabras, es la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o lógico. El concepto de red puede definirse como «conjunto de nodos interconectados. Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí misma. Lo que un nodo es concretamente depende del tipo de red en cuestión.

Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de Internet, dando lugar a la creación de nuevas redes o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.

Los componentes fundamentales de una red son el servidor, los terminales, los dispositivos de red y el medio de comunicación.

En algunos casos, se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un anillo con un concentrador (unidad de acceso a múltiples estaciones, MAU) podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.

La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.

La elección de una topología u otra influye en gran medida en el funcionamiento y configuración de la red. La topología  define la organización física de los  dispositivos de la red. Son arquitecturas lógicas.

Existen 3 tipos básicos de topologías en las Redes LAN:

Tipo Bus Lineal

Una red en topología bus es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.

Ventajas de red en bus

ü  Facilidad de implementación y crecimiento.

ü  Simplicidad en la arquitectura.

ü  Es una red que no ocupa mucho espacio.

Desventajas

ü  Hay un límite de equipos dependiendo de la calidad de la señal.

ü  Puede producirse degradación de la señal.

ü  Complejidad de reconfiguración y aislamiento de fallos.

ü  Limitación de las longitudes físicas del canal.

ü  Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.

ü  El desempeño se disminuye a medida que la red crece.

ü  El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).

ü  Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes. 

Figura – Topología Bus Lineal.

Tipo Anillo:

Una red en topología anillo es una topología de anillo en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida de anillo. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones.

En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos).

Ventajas

ü  El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras.

ü  El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red.

ü  Arquitectura muy sólida.

ü  Sistema operativo caracterizado con un único canal

Desventajas

ü  Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos tendrán que pasar por todas las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino).

ü  El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.

ü  Difícil de diagnosticar y reparar los problemas.

ü  Si se encuentra enviando un archivo podrá ser visto por las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino.

ü  La transmisión de datos es más lenta que en las otras topologías (Estrella, Malla, Bus, etc), ya que la información debe pasar por todas las estaciones intermedias antes de llegar al destino.

Figura – Topología Anillo.

Tipo Estrella:

Una red en topología estrella es una red de computadoras donde las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se hacen necesariamente a través de ese punto (conmutador, repetidor o concentrador). Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central “activo” que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales (LAN). La mayoría de las redes de área local que tienen un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El punto o nodo central en estas sería el switch o el hub, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

Ventajas

ü  Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente.

ü  Reconfiguración rápida.

ü  Fácil de prevenir daños y/o conflictos, ya que no afecta a los demás equipos si ocurre algún fallo.

ü  Centralización de la red.

ü  Fácil de encontrar fallos

Desventajas

ü  Si el hub (repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir.

ü  Es costosa, ya que requiere más cables que las topologías en bus o anillo.

ü  El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.

Figura – Topología Estrella.